Polscy naukowcy wykorzystują sztuczną inteligencję do badania lasów

Badacze z IDEAS NCBR opracowali narzędzie do zarządzania lasami z zastosowaniem sztucznej inteligencji - poinformowano w dokumencie.

To rozwiązanie stworzono z myślą o dziedzinie zwanej leśnictwem precyzyjnym, która zajmuje się m.in. badaniem drzew na podstawie materiałów teledetekcyjnych. Ręczne pomiary skanerem laserowym dostarczają danych o poszczególnych liściach lub igłach i zagłębieniach kory na drzewach, a lotnicze i satelitarne skanowanie laserowe informuje o stanie całych lasów. Leśnicy wykorzystują te dane do oceny kondycji drzewostanów w poszczególnych lasach, oszacowania bioróżnorodności i monitorowania zmian ekosystemów leśnych, związanych m.in. ze zmianami klimatu.

Badaniami w dziedzinie leśnictwa precyzyjnego zajmuje się w Polsce zespół badawczy IDEAS NCBR. Naukowcy skupiają się na automatyzacji procesu rozpoznawania gatunku, określania kształtu i wymiarów pojedynczych drzew, a także rozwijaniu metod monitorowania zmian: dla pojedynczych drzew i całych drzewostanów.

„Dzięki nowoczesnym metodom opartym na teledetekcji (pozyskiwaniu danych za pomocą zdjęć lotniczych czy satelitarnych) i geomatyce (zarządzaniu informacją geoprzestrzenną) oraz danym takim jak lotnicze skanowanie laserowe (ALS), satelitarne czy lotnicze obrazowanie w podczerwieni (CIR), połączonym z algorytmami AI, możemy lepiej poznać lasy. A to przekłada się na bardziej świadome decyzje dotyczące ich przyszłości i zarządzania nimi. Na podstawie analizy danych możemy obserwować wpływ zmian klimatu na lasy, monitorować gatunki inwazyjne, zarządzać cięciami pielęgnacyjnymi czy modelować wzrost drzewostanów" – powiedział cytowany w komunikacie prof. Krzysztof Stereńczak, lider zespołu badawczego Leśnictwo precyzyjne w IDEAS NCBR.

Badania dotyczą m.in. użycia systemu GEDI (Global Ecosystem Dynamics Investigation) do pomiaru pokrywy leśnej. Zespół prof. Stereńczaka wykorzystał lotnicze dane skanowania laserowego do oceny jakości informacji uzyskiwanych z systemu GEDI, który bazuje na danych satelitarnych.

To pierwsza tak dokładna i przeprowadzona na tak dużą skalę ewaluacja pokrycia wielu obszarów Ziemi drzewami. Okazało się, że ten sposób inwentaryzacji lasu jest skuteczny, co stanowi znaczący krok naprzód w monitorowaniu zdrowia lasów i planowaniu działań ochronnych całych ekosystemów leśnych – czytamy w dokumencie.

Naukowcy IDEAS NCBR, przy współpracy z Instytutem Badawczym Leśnictwa, prowadzili też badania w Puszczy Białowieskiej. Porównali tradycyjne pomiary terenowe z danymi teledetekcyjnymi, co pozwoliło na dokładniejsze mapowanie gatunków drzew. W innym badaniu prowadzonym na terenie puszczy zastosowano ocenę różnorodności gatunkowej drzew przed i po szczytowym ognisku kornika, który uszkodził świerki.

„Puszcza Białowieska, wpisana na Listę Światowego Dziedzictwa Przyrodniczego UNESCO, to las pierwotny z różnorodnymi drzewostanami gatunków iglastych i liściastych, zajmujący w Polsce prawie 62 tysiące hektarów. Liczący 35 gatunków drzew i krzewów las posiada bogate walory ekologiczne. Dlatego jest to idealne miejsce do badania różnorodności gatunków" – powiedział cytowany w dokumencie Yousef Erfanifard z zespołu badawczego IDEAS NCBR Leśnictwo precyzyjne.

Zdaniem naukowców połączenie AI i nowoczesnych technologii w leśnictwie precyzyjnym otwiera nowe możliwości w zarządzaniu lasami.

„W Polsce powstaje wiele godnych uwagi projektów, które są realizowane ad hoc, jednorazowo, a po krótkim czasie zapomina się o nich, więc nie mogą przynieść owoców. Obecnie nie mamy barier we wdrożeniu nowoczesnych rozwiązań w leśnictwie (...). Mamy za to potężną barierę technologiczną utrzymania takich projektów i transferu know-how do ludzi, którzy później mieliby długofalowo wykorzystywać efekty badań" – uważa prof. Stereńczak.

Jak wyjaśniają w komunikacie naukowcy, okres wzrostu drzew w lasach gospodarczych wynosi zazwyczaj od 100 do 160 lat, a naturalny proces odnowienia drzewostanu trwa kilkadziesiąt lat. A to oznacza, że konsekwencje decyzji dotyczących lasów podjęte dziś zaobserwujemy w XXII wieku.

IDEAS NCBR to ośrodek badawczo-rozwojowy utworzony przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju w 2021 r. Celem tej instytucji jest prowadzenie badań z zakresu sztucznej inteligencji.(PAP)

abu/ bar/